JPH0621301A - 面実装型半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガルウイング状アウタリードを有する面実装
型半導体装置のアウタリード成形時に、メッキ切削ク
ズ、メッキ研削屑が発生せず、しかも基板実装時に、ハ
ンダ供給不足が生じない面実装型半導体装置及びその製
造方法を提供すること。 【構成】 ガルウイング形アウタリードを有する面実装
型半導体装置のアウタリード４の基板ランド当接部６片
面にのみ凸状メッキ層１５を形成させた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、面実装型半導体装置
に関し、更に詳しくは、ガルウイング（GullWing ）状
アウタリードを有する面実装型半導体装置の改良に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】集積回路（以下「ＩＣ」と略称する）
や、大規模集積回路（以下「ＬＩＣ」と略称する）等に
見られるように、半導体装置の小型集積化に伴ない、半
導体パッケージ（以下単に「パッケージ」という）を基
板面に、高密度に実装する技術が発達し、種々のタイプ
の実装半導体装置が提案されている（特開昭６３−２７
８２６３号公報明細書）。例えば、基板上にパッケージ
を高密度に実装する方式として、ＰＬＣＣ（Plastic Le
aded Chip Carrier ）型、あるいはこれに類似した構造
を有するＳＯＪ（Small Outline J-Lead Package）型の
半導体装置などの面実装方式が多用されるようになっ
た。この種の面実装型半導体装置の中でもガルウイング
型面実装型半導体装置は、基板に実装した場合に、パッ
ケージと基板との間に生ずる熱的、機械的歪みを緩衝で
きるため多用されている。

【０００３】この種の面実装型半導体装置は、パッケー
ジの側面から横方向に張り出し複数のアウタリードを、
実装時に、基板に対するハンダ付けを容易にするため、
メッキ処理又はディッピング（Dipping ）処理によりア
ウタリード部に、所定のハンダ又はスズをコーティング
している。特に狭いピッチで設けられているアウタリー
ドを有する面実装型半導体装置の場合は、ハンダ槽中
に、予め表面を清浄にした導体を浸漬してハンダ付けす
る処理の自動化が難しいことや、近接したピッチのアウ
タリード間や基板上のパターン相互間に余分のハンダが
付着し、いわゆるハンダブリッジが発生する等、具合の
悪い点があるため、メッキ処理によってコーティングす
る方法が主流になっている。

【０００４】メッキ処理により、ハンダ層を形成する場
合は、図９（ａ）に示すように、複数のパッケージ１が
一列又はマトリックス状に連なったリードフーム２を、
その状態でメッキ液中に浸漬し、メッキ極板（図示せ
ず）と通電させて、リードフレーム２全面に、５〜１０
μの厚さに全面ハンダメッキ（又はスズメッキ）層３を
形成し（図１０を参照のこと）する。その後、アウタリ
ード４を切断し、曲げ加工を施してからタイバー８（図
１１参照のこと）を切断し、個々のパッケージに分割し
ている。このパッケージを例えば（プリント）基板５に
実装するときは、パッケージ１のアウタリード４の外装
メッキ層３だけでは接合に必要なハンダ量が不足するた
め（図１０）、図１２に示すように、金属マスク９を介
し、スキージ１０を用い基板５のランド部６に、ペース
ト状クリーム７を塗布し、さらにその上にパッケージ１
のアウタリード４を搭載し、リフロー炉（図示せず）等
により加熱して基板ランド部６とパッケージ１のアウタ
リード部４をハンダ接合し、図１３に示すように面実装
型半導体装置を形成している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一方、最近における実
装技術の発達に伴なって、実装密度が高くなり、面実装
型半導体装置のアウタリードのピッチは狭小になってき
た。ところが、アウタリードピッチの狭小化は、パッケ
ージの組み立て工程とハンダ付け実装工程に解決しなけ
ればならない多数の課題を抱えることになった。例え
ば、パッケージの組み立て工程における解決しなければ
ならない課題の一つとして、アウタリードの切断、曲げ
加工工程である。すなわち、図１１に示すように、リー
ドフーム状態でのアウタリード４は、パッケージ組み立
て工程で発生するリードの変形、及び変位を防ぐためタ
イバー８によって連結固定しているが、リードフーム２
に対する全面ハンダメッキ処理後、タイバー８は、所定
の切断金型（図示せず）により切断し、アウタリード４
に対しては曲げ加工を施している。

【０００６】この際、アウタリード表面に設けられた外
装メッキ層の硬度（Ｈ_v ＝５〜１５）はリード素材の硬
度（Ｈ_v ＝１５０〜２００）より低く、延性が高い。そ
のため、タイバ切断時にハンダメッキの研削バリや研削
クズが発生しやすい。この研削バリは、通常、金型設計
時のクリアランスを適正にし、外装メッキ層の厚みを薄
くすることによって発生量を抑えることができる。しか
し、アウタリードが狭ピッチ化されて配設されると、金
型をクリアランス設計するにも限度がある。また、外装
メッキ層を極端に薄くすると、リード素材が酸化し、基
板実装時のハンダ付け不良が生ずる。

【０００７】さらに、アウタリードの狭ピッチ化に伴な
うハンダ付け実装工程でのもう一つの課題は、基板ラン
ド部に対するクリームハンダの供給である。このような
クリームハンダ供給に対し、従来は、図１２に示すよう
に、金属マスク９とスキージ１０を用い、スクリーン印
刷法で、基板ランド部６に、クリームハンダ７を選択的
に供給していた。しかし、アウタリードピッチが狭小化
すればする程、基板ランド部６の寸法が小さくなる。金
属マスク９は、通常、エッチング法で作成されるが、金
属マスク９の板厚の制限から基板ランド部６へクリーム
ハンダ７を供給するための金属マスク９の開口寸法を縮
小するとしても自ら限度があり、ハンダ付けに十分なハ
ンダ量を供給することも難しい。この解決方法として、
パッケージのアウタリード側に、ハンダ付け実装に必要
な厚みのハンダ（又はスズ）メッキのコーティング層を
設けることが考えられるが、コーティング層が厚くなる
ため、上述したタイバー切断時のメッキの研削バリや研
削クズを生じたり、メッキ潰れを起したりするなど具合
の悪い点があった。そこでこの発明では、上述した面実
装型半導体装置のアウタリードの狭ピッチ化に伴なって
起る難点について、タイバー切断時のメッキ研削バリの
発生や、基板ランド部に対するハンダ付け実装時のハン
ダ供給が容易にできる面実装型半導体装置及びその製造
方法を提供しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めの、この発明にかかる面実装型半導体装置は、パッケ
ージ側面から横方向に張り出した複数のアウタリードが
基板面方向に湾曲垂下してガルウイング（Gull Wing ）
状に形成され、かつ、全面に薄くメッキ層が形成され、
基板上のランド部と当接する先端片面部分のみが厚く凸
状に形成したメッキ層を有し、当該ランド部においてア
ウタリードを基板とハンダ接合させたことを特徴とする
ものである。

【０００９】また、このような面実装型半導体装置を製
造するため、本発明の面実装型半導体装置の製造方法
は、半導体パッケージ側面から横方向に張り出したアウ
タリードを備えた複数のパッケージが連設されたリード
フームをハンダ槽内に浸漬してメッキ処理し、リードフ
ーム全体に薄いメッキ層を形成する第１の工程と、第１
の工程でメッキ層が形成されたリードフームを、リード
フーム受け板と、メッキマスクで挾持し、メッキ液噴射
手段を介してアウタリードと基板ランド部が当接する部
分の片側面にのみハンダメッキ層を凸状に厚く形成する
第２の工程と、第２の工程でメッキ形成されたリードフ
ームのアウタリードを予め準備した上面に凹部を有する
金型を少くとも２個、それぞれ、半導体パッケージ側面
から張り出したアウタリードの凸状メッキ層部が、それ
ぞれの金型の凹部と当接するように配置し、切断パンチ
を介してアウタリード端部を切断する第３の工程と、第
３の工程を終了した半導体パッケージのアウタリードを
予め準備したガルウイング状曲げ金型の曲げ凹部に、凸
状外装メッキ層部を装着し、基板面に対しガルウイング
状に湾曲形成させる第４の工程と、第４の工程後、半導
体パッケージのガルウイング状に曲げ加工したアウタリ
ードを、基板ランド部と当接するようにハンダ接合する
第５の工程とから成るものである。

【００１０】

【作用】以上のように構成されているから、この発明に
かかる面実装型半導体装置によれば、パッケージを実装
するときのハンダ供給不足が凸状メッキ層によって補う
ことができるとともに、他のアウタリードの外装メッキ
層に対して、防食効果と、ハンダ付け性維持が可能であ
り、タイバー切断時のメッキ研削クズ、研削バリの発生
を抑えることができる。また、この発明の面実装型半導
体装置の製造方法では、リードフームの状態で、アウタ
リードの外装メッキ層を形成させるから、アウタリード
相互間はタイバーで連結され、リードの変形、変位が防
ぐことができる。そして、前記状態でアウタリードの外
装メッキ処理後、メッキマスクと、メッキ液噴射手段に
よってアウタリードの基板ランド当接部分の片側面に凸
状メッキ層を正確に形成することができる。さらに、上
部に凹部を有する切断金型及びガルウイング曲げ金型を
介してアウタリード端部を切断及び曲げ加工するから、
切断時のハンダメッキの研削バリや研削クズの発生が殆
んどなくすることができ、さらに、当該当接部を基板の
ランド部にハンダ付けする際も、凸状メッキ層からハン
ダを補給できる構造に形成できる。

【００１１】

【実施例】以下、図面に基づいて、この発明にかかる面
実装型半導体装置の一実施例について説明する。図１
は、本実施例の面実装型半導体装置２０の側面図であ
る。本実施例の面実装型半導体装置２０は、パッケージ
１の側面からそれぞれ横方向に張り出したアウタリード
４を有し、このアウタリード４は表面全体に薄く外装メ
ッキ層１１（図示せず）が形成されており、パッケージ
１から所定距離離れた位置から基板５側に向かって湾曲
垂下するように曲げ加工され、所定長さ垂下された後、
基板ランド部６と当接する部分を再度基板面と平行にな
るように曲げられてガルウイング状部４ａを形成し、さ
らに、先端の基板ランド部６と当接する片面に凸状メッ
キ層１５を形成し、凸状メッキ層１５が基板ランド部６
に接続する際にハンダ補給の機能を果すように構成され
ている。面実装型半導体装置２０を、以上の構成にする
と、ガルウイング状のアウタリードを有する面実装型半
導体装置を基板面に実装する際、基板ランド部分に接合
するアウタリード端部片面にのみ厚い凸状（ハンダ）メ
ッキ層が設けられているから、基板実装時のクリームハ
ンダの供給不足が補われる。

【００１２】次に、以上の構成を有する面実装型半導体
装置の製造方法について具体的に説明する。図２ないし
図８は、本実施例の面実装型半導体装置の製造方法の工
程図である。先ず、図２（ａ）に示すように半導体装置
パッケージ１が連なったリードフーム２を、図示しない
メッキ液を入れた槽内に浸漬し、メッキ極板との間に通
電を行う。すると、図２（ｃ）に示すように、プラスチ
ック成型が終ったパッケージ付リードフーム２の全面
に、５〜１０μｍ厚の全面メッキ（ハンダメッキ又はス
ズメッキ）層１１が形成される。この全面メッキ層１１
は基板ランド６にハンダ接合するときの、ハンダ補給を
目的とするものではなく、アウタリード４のハンダ付け
性能維持と防食を目的として行うものである。したがっ
て、全面メッキ層１１の層厚は２〜３μｍ程度で十分で
あり、これだけの厚みがあれば、メッキ後のタイバー切
断及びリード切断、ガルウイング曲げ加工に際して、研
削バリ、研削クズの発生を極力少目に抑えることができ
る。

【００１３】次いで、このリードフーム２を、図４に示
すように、リードフーム受け板１２とメッキマスク１３
及びメッキ液噴射ノズル１４を用い、図５に示すように
基板ランド部に接続するアウタリード４の片面部分のみ
を厚くした凸状メッキ層１５を形成させる。この凸状メ
ッキ層１５は、周知の部分メッキ法で形成させるもので
あり、３０μｍ以上の厚さにすれば、基板実装時のクリ
ームハンダ供給不足を補うことができる。

【００１４】次いで、上述した凸状メッキ層１５を形成
したリードフームのアウタリード４の切断及びガルウイ
ング曲げ加工を行う。アウタリード４の切断加工は、図
６に示すように、２台の上部に凹部を有する切断金型ダ
イ１６，１６を準備しておき、この凹部にアウタリード
４の凸状メッキ層１５を装着した後、切断金型パンチ１
８，１８を下方に落下させてアウタリード４端部を切断
する。アウタリード４先端を切断加工したリードフーム
は、図７に示すように、曲げ金型パンチ１９付の２台の
ガルウイング曲げ金型ダイ１７，１７の凹部に、アウタ
リード４の凸状メッキ層１５が装着されるようセットし
た後、曲げ金型パンチ１９，１９を垂下させて、アウタ
リード４をガルウイング状に曲げ加工を施すと、図８に
示すようにパッケージ１の側面にガルウイング状のアウ
タリード４が張り出した面実装用半導体が得られる。こ
のようにして得られた面実装用半導体のアウタリード４
の凸状メッキ層１５を、基板５のランド部６に接続し、
リーフロー加熱炉（図示せず）内で加熱すると、図１に
示すごとき構造の面実装型半導体装置２０が得られる。

【００１５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明の面実装型半導体装置によれば、基板ランド部に接続
されるアウタリード表面（片面）の一部分のみに厚いハ
ンダ（又はスズ）メッキ層が施され、アウタリード先端
部と曲げ部は薄いメッキ層を施したままになっている
が、この部分のハンダヌレ性が良好であれば、リフロー
時のフラックスの作用で表面張力が低下し、熔融した厚
いハンダ（又はスズ）は接合部全体に対して平坦化され
ハンダ接合が行われる。

【００１６】また、基板側のハンダメッキ厚を適正化す
ればクリームハンダの供給無しでフラックスのみでハン
ダ付け実装を行うことも可能である。また、この厚い部
分メッキ層はタイバー部から離れておりタイバー切断時
のハンダメッキの研削バリ、研削クズの発生に影響を与
えない。また、本発明の面実装型半導体装置の製造方法
によれば、メッキマスク及びメッキ液噴射手段を介して
マウタリードの所定位置の片面にのみ凸状メッキ層を形
成させるから上述した面実装型半導体装置が正確に、し
かも容易に作製することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の面実装型半導体装置の側
面図である。

【図２】（ａ），（ｂ）及び（ｃ）は図１に示す面実装
型半導体装置を作製するときのリードフームの平面図及
び（ａ）のＣ−Ｃ断面図及び（ａ）のＢ部拡大断面図で
ある。

【図３】リードフームに対するメッキ層の形成工程で得
られたパッケージ及びアウタリードの形状を示す側面図
である。

【図４】図３に示すパッケージのアウタリードの基板ラ
ンド部接続部分に対する凸状メッキ層形成要領を示す要
部断面図である。

【図５】図４に示す凸状メッキ層形成加工により得られ
たパッケージ及びアウタリードの構造を示す側面図であ
る。

【図６】図５のアウタリードの凸状メッキ層の形成後の
アウタリード先端部に対する金型切断ダイによる切断加
工要領を示す要部断面図である。

【図７】図６に示す切断加工処理済のパッケージ及びア
ウタリードに対する曲げ金型ダイによるガルウイング曲
げ加工要領を示す要部断面図である。

【図８】図７の曲げ加工処理により得られる面実装用半
導体装置の構造を示す要部断面図である。

【図９】（ａ），（ｂ）は従来の面実装半導体装置の作
製に使用するリードフームの平面図及びそのＢ−Ｂ断面
図である。

【図１０】図９（ｂ）のＡ部拡大断面図である。

【図１１】図９（ａ）におけるアウタリード端部切断後
のパッケージ及びアウタリードの形状を示す要部断面図
である。

【図１２】従来の基板ランドに対するクリームハンダ取
付け要領を示す要部断面図である。

【図１３】ガルウイング形アウタリードを有する従来の
面実装型半導体装置の構造を示す側面図である。

【符号の説明】

１ パッケージ ２ リードフーム ４ アウタリード ５ 基板 ６ 基板ランド部 ８ タイバー １１ 全面メッキ層 １２ メッキ受け板 １３ メッキマスク １４ メッキ噴射ノズル １５ 凸状メッキ層 １６ 切断金型ダイ １７ ガルウイング曲げ金型ダイ １８ 切断金型パンチ １９ ガルウイング曲げ金型パンチ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体パッケージ側面から横方向に張り
   出した複数のアウタリードが基板面方向に湾曲垂下して
   ガルウイング状に形成され、かつ、全面に薄くメッキ層
   が形成され、基板上のランド部と当接する先端片面部分
   のみが厚く凸状に形成したメッキ層を有し、当該ランド
   部においてアウタリードを基板とハンダ接合させて成る
   ことを特徴とする面実装型半導体装置。
2. 【請求項２】 半導体パッケージ側面から横方向に張り
   出した複数のアウタリードを備えた複数のパッケージが
   連設されたリードフームをハンダ槽内に浸漬してメッキ
   処理し、リードフーム全体に薄いメッキ層を形成する第
   １の工程と、 第１の工程でメッキ層が形成されたリードフームをリー
   ドフーム受け板と、メッキマスクで挾持し、メッキ液噴
   射手段を介してアウタリードと基板ランド部が当接する
   部分の片側面にのみ、ハンダメッキ層を凸状に厚く形成
   する第２の工程と、 第２の工程でメッキ形成されたリードフームのアウタリ
   ードを予め準備した、上面に凹部を有する金型を少くと
   も２個、それぞれ、半導体パッケージ側面から張り出し
   たアウタリードの凸状メッキ層部が、それぞれの金型の
   凹部と当接するように配置し、切断パンチを介してアウ
   タリード端部を切断する第３の工程と、 第３の工程を終了した半導体パッケージのアウタリード
   を予め準備したガルウイング状曲げ金型の曲げ凹部に、
   凸状メッキ層部を装着し、基板面に対しガルウイング状
   に湾曲形成させる第４の工程と、 第４の工程後、半導体パッケージのガルウイング状に曲
   げ加工したアウタリードを、基板ランド部と当接するよ
   うにハンダ接合する第５の工程と、から成ることを特徴
   とする請求項１記載の面実装型半導体装置の製造方法。